Расчет КПД и передаточных чисел трансмиссии

Кинематическая схема трансмиссии автомобиля

Рис. 2.

Расчет КПД и передаточных чисел

 

Расчетные формулы (см. 3.1 и 3.2):

Коэффициент полезного действия (КПД) механической ступенчатой трансмиссии АТС можно определить по формуле:

 

(3.1)

 

где, кроме обозначенных в табл. 1.2:

 КПД цилиндрической пары

 КПД конической пары

- число работающих (передающих крутящий момент) пар шестерен с цилиндрическими зубчатыми колесами при включении рассматриваемой передачи;

-количество конических пар шестерен;

-количество карданных шарниров.

Определяя количество элементов трансмиссии, необходимо учитывать степень их нагружения. Если элемент имеет 100% нагружение, то =1.

Если поток мощности разветвляется, то на участках с 50% нагружением два элемента считают за один ( =0.5), т.п.

Передаточное число трансмиссии находят по формуле:

 

= = (3.2)

 

где - частота вращения ведущих колес;

 передаточное число коробки передач;

 передаточное число главной передачи

-передаточное число дополнительных устройств, позволяющих изменить общее передаточное число трансмиссии, например – раздаточная коробка, колесный редуктор и др.

 

U_тр1=3,455·4,111=14,204

U_тр2=1,789·4,111=7,355

U_тр3=1,065·4,111=4,378

U_тр4=0,703·4,111=2,890

Расчётные данные по пункту 3 представлены в табл.3.

Таблица 3

Расчет КПД и передаточных чисел.

Передачи	hц	кц	hк	кк	hтр	Uтр	Примеч.
1 2 3 4	0,98 0,98 0,98 0,98	1 1 1 1	0,97 0,97 0,97 0,97	1 1 1 1	0,913 0,913 0,913 0,913	14,214 7,355 4,378 2,890	Кхол =0,04 =1 Uдоп=0

Расчет и построение тяговой характеристики АТС (для установившегося движения по горизонтальной местности)

 

Линейная скорость движения автомобиля, м/с:

 

м/с(4.1)

 

где – скорость движения АТС, км/ч.

Тяговая сила на ведущих колесах (касательная сила тяги), Н:

 

(4.2)

 

Сила сопротивления воздуха, Н:

 

, (4.3)

 

где –коэффициент обтекаемости; – плотность воздуха, кг/м³;

 площадь лобовой поверхности, :

 

= - для легковых автомобилей; (4.4)

 

где -ширина колеи.

 

P_w=0,5·0,31·1,29·0,78·1,816·1,42·2,396²=2,309H

 

Сила сопротивления качению колес, Н:

,

где для радиальных шин  (4.6)

 

f₀ =f_т

f_т=0,03

f_v=0,03·(1+(0,0216·2,396)²)=0,03008

P_f=0,03008·1300·9,81=383,61Н

 

Сила тяги по сцеплению (сила сцепления ведущих колес с дорогой) в продольном направлении, Н:

 

(4.8)

P_kφ=0,4·690·9,81=2707,56 Н

 

где  коэффициент сцепления колес с дорогой;

 сила, прижимающая ведущие колеса к дороге (G_cц=R_z ведущая), Н;

m_i – масса, приходящаяся на ведущую ось, кг;

m _i = m₁ – для переднеприводных АТС;

P_kφ(o)=φ_x×m_o1×g - сцепная сила ведущих колёс порожнего автомобиля.

 

P_kφ(o)=0,4×590×9,81=2315,16 Н

 

Данные расчетов см. табл. 4, график - рис. 3.

Расчет показателей тяговой характеристики.

 

Таблица 4.

Пере-дача	λд	v, м/с	Pk, H	Pw, H	Pf^*, H	Pw+Pf^*, H	fv^*	Примеч.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
I	0,3	2,396	7607,49	2,309	383,615	385,923	2,396	Рkφ= 2707,56Н   Рkφ(0)= 2315,16Н
	0,4	3,195	7796,37	4,104	384,412	388,516	3,195
	0,5	3,993	7859,15	6,414	385,437	391,850	3,993
	0,6	4,792	7796,37	9,236	386,689	395,925	4,792
	0,7	5,591	7607,49	12,571	388,169	400,740	5,591
	0,8	6,389	7293,06	16,419	389,877	406,296	6,389
	0,9	7,188	6853,07	20,780	391,813	412,592	7,188
	1,0	7,987	6287,32	25,654	393,976	419,630	7,987
	1,1	8,785	5595,73	31,041	396,367	427,408	8,785
	1,2	9,584	4778,37	36,941	398,986	435,927	9,584
II	0,3	4,627	3939,25	8,611	386,412	395,022	4,627
	0,4	6,169	4037,05	15,308	389,384	404,692	6,169
	0,5	7,712	4069,56	23,920	393,207	417,127	7,712
	0,6	9,254	4037,05	34,445	397,878	432,322	9,254
	0,7	10,797	3939,25	46,883	403,398	450,281	10,797
	0,8	12,339	3776,43	61,234	409,768	471,002	12,339
	0,9	13,882	3548,60	77,499	416,987	494,485	13,882
	1,0	15,424	3255,65	95,677	425,055	520,732	15,424
	1,1	16,966	2897,54	115,769	433,972	549,741	16,966
	1,2	18,509	2474,30	137,774	443,739	581,513	18,509
III	0,3	7,773	2344,80	24,302	393,376	417,678	7,773
	0,4	10,365	2403,02	43,204	401,765	444,969	10,365
	0,5	12,956	2422,37	67,512	412,554	480,066	12,956
	0,6	15,547	2403,02	97,216	425,738	522,953	15,547
	0,7	18,139	2344,80	132,320	441,318	573,638	18,139
	0,8	20,730	2247,89	172,825	459,296	632,121	20,730
	0,9	23,321	2112,28	218,730	479,670	698,400	23,321
	1,0	25,912	1937,90	270,036	502,441	772,477	25,912
	1,1	28,503	1724,73	326,742	527,610	854,352	28,503
	1,2	31,094	1472,80	388,849	555,175	944,024	31,094

 

Продолжение таблицы 4.

Пере-дача	λд	v, м/с	Pk, H	Pw, H	Pf*, H	Pw+Pf*, H	fv^*	Примеч.
IV	0,3	11,776	1547,85	55,770	407,343	463,113	11,776
	0,4	15,701	1586,28	99,147	426,595	525,742	15,701
	0,5	19,627	1599,05	154,930	451,353	606,283	19,627
	0,6	23,552	1586,28	223,096	481,608	704,704	23,552
	0,7	27,478	1547,85	303,656	517,363	821,019	27,478
	0,8	31,403	1483,87	396,609	558,619	955,227	31,403
	0,9	35,328	1394,35	501,955	605,375	1107,330	35,328
	1,0	39,254	1279,24	619,695	657,632	1277,326	39,254
	1,1	43,179	1138,53	749,828	715,389	1465,217	43,179
	1,2	47,104	972,23	892,354	778,647	1671,001	47,104

 

*Расчеты выполнить для =1.

Тяговая характеристика автомобиля

Audi 100 Avant

(V=const, i=tgα=0)

 

Рис. 3.

 

Схема внешних сил действующих на АТС

при ________________________________ (по указанию преподавателя)